DE1207777B - Verfahren zum Granulieren mineralischer Beifuttermittel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: A 23 k

Deutsche Kl.: 53 g-4/04

Nummer: 1207 777

Aktenzeichen: T19147IV a/53 g

Anmeldetag: 17. Oktober 1960

Auslegetag: 23. Dezember 1965

Die auf Höchstleistungen gezüchteten Nutztierrassen benötigen eine Mineralstoffergänzung ihrer Futterration, damit ihre Gesundheit erhalten und ihr angezüchtetes Leistungsvolumen ausgeschöpft werden kann. Diese Mineralstoffergänzung wird durch mineralische Beifuttermittel erreicht, für deren Herstellung gesetzliche Bestimmungen bestehen. Das Gesetz unterscheidet bei den mineralischen Beifuttermitteln zwischen Mineralstoffmischungen, die zur Untermischung, z. B. in Kraftfutter, bestimmt sind, und Mineralfutter, das unmittelbar an Nutztiere verfüttert wird. Das nachstehend beschriebene Verfahren ist anwendbar auf Mineralstoffmischungen und Mineralfutter. In folgendem wird das Verfahren beispielhaft an Mineralfutter erläutert.

Die heute hergestellten Mineralfutter sind im wesentlichen Mischungen aus Phosphaten (Knochenfuttermehl, Di- und Tricalciumphosphat, Dinatriumphosphat), Calciumcarbonat, Magnesium-, Aluminiumverbindungen und Spurenelementsalzen. Sie enthalten zwischen 12 und 30% Gesamt-P₂O₅. Mikrokomponenten sind Vitamine und weitere Wirk- oder Würzstoffe. Die einzelnen Komponenten dieser Mineralfutter weisen völlig verschiedene physikalische und chemische Eigenschaften auf, so daß diese Gemische nicht nur zur Entmischung neigen, sondern sich auch wesentlich schwieriger in Granulatform überführen lassen als homogen zusammengesetzte Einzelsalze, Doppelsalze oder ähnliche Verbindungen, insbesondere Düngesalze, Mischdüngemittel u. dgl. Bei den bisherigen Mineralfuttern und Mineralstoffmischungen ist außerdem nachteilig, daß sie staubend oder nicht genügend fließfähig sind. Einerseits stört das Stauben bei der Herstellung von Mischfuttermitteln. Andererseits verweigern die Tiere solche staubenden Mineralfutter, sofern sie ihnen unvermischt vorgelegt werden.

Man hat deshalb vorgeschlagen, das Knochenfuttermehl durch andere Phosphorträger zu ersetzen. Man erhält dann ein fast staubfreies, aber zu feinkörniges, in Lager- und Transporteinrichtungen zu Stauungen und Brückenbildungen neigendes Erzeugnis.

Es ist ferner auf verschiedenen Wegen angestrebt worden, die Feinstruktur der Mineralfutter in eine homogene Grobstruktur umzuwandeln, wobei man die Homogenität sowohl hinsichtlich der anteilsgetreuen Verteilung der wertbestimmenden Inhaltsstoffe als auch hinsichtlich der Korngröße zu erreichen suchte.

Beispielsweise wurde das Mineralfutter mit geeigneten organischen Trägerstoffen vermischt, z. B. Haferschälkleie, Weizenkleie oder Grasgrünmehl, und sodann nach Zusatz bindender Stoffe, wie Melasse, Verfahren zum Granulieren mineralischer
Beifuttermittel

Anmelder:

Tranatogen-Werk Jakob Schwarzkopf K. G.,

Elmshorn (Holst.)-Sparrieshoop

Als Erfinder benannt:

Dr. Dietmar Dressler, Elmshorn (Holst.)

Maisrückstände oder Wasser, in geeigneten Matrizen zu zylinderförmigen Preßstückchen geformt. Dabei beträgt der Anteil der organischen Stoffe in der Regel fast 50% der Gesamtmasse. Dieses Erzeugnis kann man nicht mehr als reines Mineralfutter bezeichnen.

Will man hingegen eine Preßformung reiner Mineralfutter oder Mineralstoffmischungen durch Pressung erreichen, so stößt man auf große technische Schwierigkeiten. Es ist kaum möglich, die Mischung so trocken zu halten, wie es für eine störungslose Herstellung nötig wäre. Zwar ist zur Pressung etwas feuchter Ware weniger Druck aufzuwenden, doch bilden sich schnell Krusten an besonders beanspruchten Maschinenteilen, die zu Störungen bei der Herstellung und zu schnellem Verschleiß der Maschinen führen.

Eine weitere Möglichkeit, zu einer homogenen Grobstruktur zu kommen, besteht darin, aus reaktionsfähigen Lösungen Rein- oder Mischkristalle abzuscheiden, wie es in der Düngemittelindustrie bekannt ist. Dieser Weg ist aber für Mineralfutter nicht gangbar, weil dessen Bestandteile einer Reaktion im Sinne einer Kristallisation nicht fähig sind. Es kommt hinzu, daß die bei der Düngemittelherstellung erzielten Kristalle einer Nachbehandlung durch formgebende Maschinenteile, wie Siebmatrizen, Granuliertrommeln usw., oder einer Puderung bedürfen.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die sogenannte »Aufbaugranulation« anzuwenden, um selbsttätig eine homogene Grobstruktur der mineralischen Beifuttermittel zu erreichen. Unter Aufbaugranulation versteht man eine selbsttätige drucklose Granulatbildung im bewegten granulierfähigen Material. Kapillarwirkungen und Kristallbrücken werden als granulatformende Kräfte angesehen. Die erforderliche Ober-

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flächenspannung, die die Agglomeration von Feinst- bindungen oder Salzen lagern sich die anderen partikeln zu größeren Granulaten einleitet, wird durch Mischungsbestandteile an, selbst wenn sie reaktionsden Zusatz einer bestimmten Menge Feuchtigkeit zum träge sind, wie Calciumcarbonat oder Bolus alba, oder bewegten Trockengut gewonnen. Wenn aber die granulierfeindlich, wie Viehsalz. Es entstehen gleich-

Feinstpartikeln nicht in sehr dünner Schicht von S mäßige, rundliche Granulate.

einem wäßrigen Film umhüllt werden, besteht die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit Gefahr, daß sich das Material durch physikalische ein Verfahren zum Granulieren mineralischer Beioder chemische Einwirkungen plastisch verformt. futtermittel, nach welchem trockene Mischungen zu

Man hat bei der Aufbaugranulation von Mineral- Futterzwecken geeigneter mineralischer Stoffe, die futter versuchsweise Granuliertrommeln oder -teller io zwischen 1 und 5% Magnesiumoxyd enthalten, mit eingesetzt. Dabei mußte man aber meistens relativ viel einer konzentrierten Lösung von Magnesiumchlorid Wasser als Bindemittel, mindestens etwa ein Viertel versetzt und im Anschluß daran intensiv durchbis ein Drittel der vorgegebenen Trockenmischung, gearbeitet werden, wobei ein schwer löslicher Niederzusetzen. Es entstanden weiche Granulate von sehr schlag aus Magnesiumoxychlorid entsteht, der als unterschiedlicher Korngröße, die getrocknet werden 15 Bindesubstanz die Teilchen des Mineralgemisches zu mußten und dabei etwas fester wurden. Es entstand einzelnen Granulaten verkittet, an welchen sich Einzelviel Unter- und Überkorn. Es gelang nur selten, Ma- granulate selbsttätig aufbauen, die nach beendeter terialfluß und Feuchtigkeitszusatz so aufeinander ab- Reaktion mit einem abriebfesten, mineralischen, an zustimmen, daß das vorgegebene Trockenmaterial sich bekannten Mantel aus CaO, MgO oder deren vollständig in Granulate umgewandelt wurde. Häufig ao Phosphaten umhüllt und anschließend getrocknet blieb bei einem großen Teil des Mineralgemisches die werden.

Kornbildung aus. Auch wurden die vorhandenen Nach einer weiteren Ausführungsform des Verweichen Granulate teilweise wieder zerrieben. Nach fahrens der Erfindung werden bei der Granulierung den bekannten Verfahren erzielt man somit keine be- der mineralischen Beifuttermittel als Bindemittel Hyfriedigenden Ergebnisse. 25 droxyde, Oxyde, Chloride, Sulfate, Silikate und/oder

Erfindungsgemäß wird eine Aufbaugranulation vor- Phosphate des Magnesiums, des Calciums oder Alugeschlagen, die kontrollier- und regelbar chemische miniums als feste oder in Wasser gelöste Verbindungen Reaktionen zur Grundlage hat und stets gut repro- verwendet.

duzierbar ist. Die oben beschriebenen Oberflächen- Die zur Umhüllung der Granulate verwendeten kräfte reichen nämlich nicht aus, um die unterschied- 30 Stoffe können nach weiteren Ausführungsformen der lieh beschaffenen Gemengeteile zu homogenen Granu- Erfindung zu Futterzwecken geeignete Geruchs- und/ lationskernen zusammenzuführen. Durch geeignete oder Geschmacksstoffe, Farbstoffe, Vitamine, sonstige Maßnahmen, die kontrollier- und regelbar sein Wirkstoffe und/oder Pharmazeutica enthalten,
müssen, muß die Kernbildung und die Totalgranu- Die die Bindesubstanz bildenden wirksamen schwerlation der indifferenten Bestandteile der Mineralstoff- 35 löslichen Verbindungen werden in solchen Mengen gemische erzwungen werden. Wenn, wie die Versuche dem Mineralfutter zugesetzt, daß sie 5 bis 10 % des erwiesen haben, in 1 kg Masse mehr als hundert- gesamten Mineralfutters ausmachen. Wie bei einer tausend einheitliche, genau definierte Kerne zu gleicher nicht gekörnten Mischung kann die Zusammen-Zeit entstehen, werden der zunächst granulier- Setzung sowie die Art und die Höhe der wertbestimunfreundlichen Grundmischung genügend Haftstellen 4° menden Bestandteile der Angangsmischung weitgeboten. Die Konkurrenz dieses Angebots führt nicht gehend frei gewählt werden. Wenn als Bindesubstanz nur zur Totalgranulation der Gesamtmischung, son- erfindungsgemäß Phosphate oder Magnesiumverbindern auch zur Ausbildung von überraschend gleich- düngen verwendet werden, also Salze, die auch als förmigen Granulaten; mehr als 50% liegen beispiels- Einzelkomponenten in mineralischen Beifuttermitteln weise im Bereiche von 1 bis 3 mm Korngröße. 45 Verwendung finden, die notwendig und gut resorbier-

Das Verfahren der Erfindung bewirkt, komplex zu- bar sind, so ist der physiologische Wert der gekörnten sammengesetzte Mineralgemische zu formstabilen, Mischung ebenso hoch wie derjenige einer pulverhomogenen Granulaten aufzubauen. Durch tiefgrei- förmigen, aber Staubbelästigung und Verarbeitungsfende Benetzung mit einer geeigneten Lösung wird Schwierigkeiten sind beseitigt.

eine chemische Reaktion ausgelöst, die zur Bildung 50 Die erfindungsgemäße Bildung der als Bindesub-

von kleinen Granulatkernen führt. An diese Kerne stanz dienenden Verbindungen oder Salze innerhalb

lagern sich die noch in Einzelkornstruktur befind- einer weitgehend indifferenten Grundmasse erfordert

liehen Mischungsbestandteile an. eine bestimmte Menge freies Wasser. Die Korngröße

Die Granulatkerne entstehen mit Hilfe einer Fäl- ist hiervon abhängig, sie steigt mit der zugesetzten lungsreaktion, die im intensiv bewegten Material ab- 55 Lösungsmenge an. Wird ein durch die jeweiligen läuft. Der eine Fällungspartner befindet sich als fester Materialeigenschaften bedingtes Maximum überschrit-Stoff in der Grundmischung, der andere gelöst in der ten, so treten die Granulate zu plastischen Massen wäßrigen, flüssigen Phase. Die in der trockenen Grund- zusammen. Die erwünschten und durch andere Vermischung enthaltenen Reaktionspartner können z. B. fahren nicht zu erhaltenden kugelförmigen Feingranusein: Calcium- oder Magnesiumoxyd, Natriumphos- 60 late von beispielsweise 1 bis 3 mm Durchmesser entphat oder Natriumsulfat. Die Granulate bilden sich, stehen in hoher Ausbeute, wenn ihr Aufbau langsam wenn auf die intensiv bewegte Grundmischung eine vonstatten geht; die hierzu erforderliche günstigste Lösung einwirkt, die z. B. Magnesiumchlorid, Magne- Wasser- bzw. Lösungsmenge muß experimentell ersiumsulfat, Calciumchlorid oder Wasserglas enthält:. mittelt werden. Im allgemeinen benötigt die Kern-Es entstehen als Bindesubstanzen Magnesiumhy- 65 bildung zwei Drittel der gesamten Granulationsdauer, droxyd, Magnesiumoxychlorid, Calciumhydroxyd, CaI- Erst am Ende dieser Periode ist die beginnende strukciumoxychlorid, Calciumsulfat, Magnesium- oder CaI- tuelle Änderung der Mischung zu erkennen. Die Anciumphosphat oder -silikat. An den gefällten Ver- lagerung der indifferenten Grundkomponenten geht

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dann rasch vonstatten. Einige Beispiele erläutern das los und homogen aufgetragen. Nach schonender Verfahren: Trocknung wurden in dem gekörnten Mineralfutter

Versuch 1 25,2% Gesamt-P₂O₅ und je Kilogramm 242 000 IE

_viti ^ ₅₂₀q₀ j g _{Viti D d 65} vitiE

Eine Mischung, bestehend aus 50 kg Dikalcium- 5 ermittelt. Der Vitamin D₃-Gehalt war nach 3 Monaten phosphat, 15 kg Viehsalz, 20 kg Calciumcarbonat, unverändert, der Vitamin A-Gehalt zeigte einen leichten 14 kg Bolus alba und 1 kg Spurenelementsalzen des Rückgang.

Eisens, Mangans, Kupfers, Kobalts und Jods, wurde Es wurden noch weitere Versuche durchgeführt,

unter intensivem Rühren mit 25 kg einer Lösung aus um genaue Kenntnisse über die Entstehung der Binde-6 kg Magnesiumchlorid (MgCl₂-OH₂O) 3 kg Ma- io substanzen und die Ummanterlung der fertigen Granugnesiumsulfat (MgSO₄ · 7H₂O) und 16 kg Wasser ver- late zu gewinnen. Als Verbindungen sind neben den setzt. Es bildeten sich verschieden große, weiche obengenannten Magnesiumphosphat, Apatit, Alu-Granulate. Als Bindesubstanz wirken hierbei gefälltes miniumphosphat und Calciumsilikat geeignet. Die Magnesiumhydroxyd und -carbonat. Bindesubstanz entsteht auch hier durch die Reaktion

15 zweier ionisierbarer Verbindungen, z. B. durch die Versuch I Einwirkung einer Aluminiumsulfatlösung auf in der

Der oben beschriebenen Grundmischung wurden Grundmischung enthaltenes kristallines Dinatriumerfindungsgemäß 3 kg Magnesiumoxyd zugefügt. Durch phosphat.

Einwirken der 25 kg Magnesiumsalzlösung aus 6 kg Die Umhüllung der fertigen Granulate mit Ge-

Magnesiumchlorid (MgCl₂ · 6H₂O) 3 kg Magnesium- 20 schmacks- oder Wirkstoffen erfolgt am besten zusulfat (MgSO₄ · 7H₂O) und 16 kg Wasser entstanden sammen mit einem Trägerstoff, der mit den noch feinkörnige, gleichmäßige Granulate. Nur etwa 10% frischen Granulaten in Reaktion tritt und zu einer Über- und Unterkorn wurden ausgesiebt. Nach Ent- dichten, festhaftenden Schale wird. Calciumoxyd, fernung von etwa 5 % Wasser durch Trocknen der Magnesiumoxyd oder -phosphat sind solche reaktions-Granulate resultierten feste Granulate, ohne Abrieb 25 fähigen Trägerstoffe. Darin können z. B. eingebettet und leicht zu zerkauen. Die Bindesubstanz aus Mag- werden: Isolierte oder im natürlichen Verband benesiumoxydchlorid bewirkt die Herstellung wesentlich findliche ätherische Öle, Süß- oder Bitterstoffe, stabilerer Granulate als die in Versuch 1; die Granu- Spurenelemente, Vitamine, Antibiotica und auch late der Gesamtmischung sind daher von gleichmäßiger Pharmazeutica. An Geschmacksstoffen sind im allge-Korngröße und fester. Der Gesamt-P₂O₅-Gehalt der 30 meinen geringere Konzentrationen nötig, wenn diese Mischung betrug 16,5 %· ^nur über die Oberfläche verteilt werden. Hinsichtlich

der Stabilität organischer Wirkstoffe ist dieses VerVersuch 3 fahren besonders vorteilhaft. Sie brauchen nicht den

Die in Versuch 2 verwendete Grundmischung rea- gesamten Granulationsprozeß mitzumachen. Sie werden gierte mit 26 kg Magnesiumchloridlösung (10 kg 35 insbesondere von dem für die Granulatformung uner-MgCl₂· 6H₂O und 16 kg Wasser). Es entstanden läßlichen Wasser ferngehalten. Eine schonende Nachmittelgroße Granulate. Wurde der Zusatz auf 27 kg trocknung ist für ihre physiologisch bedeutsamen Ineiner gleichprozentigen Magnesiumchloridlösung er- haltsstoffe ohne Nachteil. Das so gewonnene chemisch höht, so bildeten sich neben den erwünschten größeren homogene und auch in der Korngrößenverteilung Granulaten bereits einige feuchte Großklumpen. 40 weitgehend einheitliche, formstabile Granulat ist

sogar ohne Trocknung transportierbar. Das getrock-Versucn 4 _nete Granulat läßt sich ohne Abrieb verpacken und

Eine Mischung, bestehend aus 40 kg Dicalcium- bewegen, es ist von hoher Festigkeit und fließt ohne phosphat, 25 kg Viehsalz, 29 kg Calciumcarbonat, Stauung. Im Maul der Tiere ist es andererseits leicht 5 kg Natriumsulfat und 1 kg Spurenelementsalzen, 45 zu zerdrücken, so daß eine vollkommene Aufnehmwurde mit 19 kg Calciumchloridlösung (7 kg barkeit der Mineralstoffe durch die Tiere gewährleistet CaCl₂ · 6H₂O + 12 kg Wasser) intensiv verrührt. wird. Da das Verfahren eine verlustlose Granulat-Durch die Bindesubstanz Calciumsulfat entstanden formung mit nur wenig Über- und Unterkorn erziemlich gleichmäßige, mittelgroße Granulate, nach möglicht, können jetzt mineralische Beifuttermittel Trocknung mit den gleichen Eigenschaften wie die im 50 ohne wesentliche Schwierigkeiten in eine gekörnte Versuch 2 genannten. Der Gesamt-P₂O₅-Gehalt belief Form übergeführt werden. Das Verfahren unterliegt sich auf 12,7%· definierten Reaktionsgesetzen, es läßt sich technisch

Versuch 5 steuern. Das Endprodukt hat eine eindeutig umschrie

bene Zusammensetzung.

Eine Mischung, bestehend aus 60 kg Dicalcium- 55 Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens phosphat, 10 kg Tricalciumphosphat, 8 kg Dinatrium- bestehen, abgesehen von der Beseitigung des Staubens, phosphat, 15 kg Viehsalz, 6 kg Calciumcarbonat und in folgendem: Bei der Herstellung von Fertigfutter 1 kg Spurenelementsalzen, wurde intensiv mit 12 kg können die Granulate mittels maschineller Dosierein-Calciumchloridlösung (2,5 kg CaCl₂ · 6H₂O + 9,5 kg richtungen beigemischt werden, ohne daß Stauungen Wasser) durchgearbeitet. Durch die Bindesubstanz 60 im Materialfluß auftreten. Die gekörnte Masse fließt Calciumphosphat bildeten sich feine gleichmäßige besser. Eine Entmischung der in Granulatform überGranulate. Nach beendeter Granulatformung wurde geführten Einzelkomponenten wird mit Sicherheit in die noch laufende Granuliervorrichtung 3 kg Ma- vermieden. Das gleiche gilt für die Verpackung der gnesiumoxyd gegeben, die 30 Millionen Internationale granulierten Mineralfutter unter Verwendung autoEinheiten (I E) Vitamin A, 6 Millionen I E Vitamin D₃ 65 matischer Abpackeinrichtungen. Im Gegensatz zu und 10000 mg Vitamin E, jeweils als Trockenkonzen- pulverförmigen Mischungen ist das Schüttgewicht der träte, enthielten. Das Magnesiumoxyd wurde zu- granulierten Mineralf utter konstant. Außerdem können sammen mit den Vitaminen von den Granulaten rest- bei gleichem Füllgewicht kleinere Verpackungsbe-

hälter gewählt werden. Diese beanspruchen beim Transport und in der Lagerhaltung weniger Raum. Sie sind darüber hinaus besser zu handhaben.

Auf dem Bauernhof ist es üblich, die Tagesration an Mineralfutter nicht abzuwiegen, sondern mit einem Gefäß, dessen Inhalt einmal bestimmt wurde, der Originalpackung zu entnehmen. Diese Abmessung der Tagesration wird durch das konstante Schüttgewicht des granulierten Mineralfutters erleichtert, während beim pulverförmigen Mineralfutter größere Abweichungen durch unterschiedlich dichte Lagerung im Gefäß und Entmischung der Masse häufig vorkommen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Granulieren mineralischer Beifuttermittel, dadurch gekennzeichnet, daß trockene Mischungen zu Futterzwecken geeigneter mineralischer Stoffe, die zwischen 1 und 5 °/₀ Magnesiumoxyd enthalten, mit einer konzentrierten Lösung von Magnesiumchlorid versetzt und im Anschluß daran intensiv durchgearbeitet werden, wobei ein schwer löslicher Niederschlag aus Magnesiumoxychlorid entsteht, der als Bindesubstanz die Teilchen des Mineralgemisches zu einzelnen Granulaten verkittet, an welchen sich Einzelgranulate selbsttätig aufbauen, die nach beendeter Reaktion mit einem abriebfesten, mineralischen an sich bekannten Mantel aus CaO, MgO oder deren Phosphaten umhüllt und anschließend getrocknet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Bindesubstanz in dem trockenen Mineralgemisch Hydroxyde, Sulfate, Silikate und/oder Phosphate des Magnesiums als feste oder in Wasser gelöste Verbindungen Verwendung finden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Bindesubstanz in dem Mineralgemisch Hydroxyde, Oxyde, Chloride, Sulfate, Silikate und/oder Phosphate des Calciums und/oder des Aluminiums als feste oder in Wasser gelöste Verbindungen Verwendung finden.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß den zur Umhüllung verwendeten Stoffen Geruchs- und/oder Geschmacksstoffe, Farbstoffe, Vitamine, sonstige Wirkstoffe und/oder Pharmazeutica zugesetzt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 603 480, 721 581,
837104,665 693,667 545;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 043 354;
österreichische Patentschrift Nr. 96 042;
französische Patentschrift Nr. 1130 027;
britische Patentschrift Nr. 841 058;
USA.-Patentschrift Nr. 2 599 436.